案例分享 | 新能源并网的电力系统调度虚拟仿真实验

2020年9月，我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标，此后国家推出一系列战略及行动落实“双碳”目标，兑现一个负责任大国对人类命运共同体的生态承诺。

在“双碳”目标引领下，各地新能源装机规模持续攀升，并网消纳问题逐渐成为制约行业发展的瓶颈。这其中，人才供需的矛盾摆到了台面上。

背景与痛点

新能源并网作为新兴行业的重要课题，对学习者的实践探索能力有着较高要求，但培养此类能力赖以的实验、实操，在电力专业领域均需要面临设备投入、使用的成本、风险，这些因素制约了实验、实操教学的开展。

即使能够开展实体实验、实操，新能源发电的间歇性、波动性和不确定性等对现实应用已构成较大的挑战，即使在模拟教学中还原，也有较高的难度。

此外，现行的教育模式偏向理论灌输，应试考评方式较为单一，难以适应新能源并网人才的培养需求。

解决方案

聚焦新能源并网下电网调度、电压频率调整、故障处置等核心问题，南京恒点信息技术有限公司与东南大学联合开发《新能源并网的电力系统调度虚拟仿真实验》。

项目基于江苏电网真实数据开发，将现实中难以模拟的多种天气状况对应的新能源发电，以及高电压大电流危险环境下的发电机、变电站等电力装备以虚拟形象方进行数字建模，数字化重现复杂的调度过程和调度效果的真实面貌，构建了高度仿真的完整电网调度教学环境。

在沉浸式学习环境中，学生可以对抽象的电力系统调度过程进行量化“虚拟调度”，从电力系统认知到常规调度到故障处置，全面提升对电力系统调度的宏观把控。

本实验针对电力系统调度实验教学内容复杂且抽象的特征，遵循“理论方法教学+虚拟实物仿真+工程实际操作”的实验原则，让学生通过“理论方法教学”夯实调度知识，通过“虚拟实物仿真”加强系统感知和知识理解，最终在虚拟真实环境下进行“工程实际操作”提升操作技能和培养创新能力。

项目设计了“电力系统认知—正常状态电网调度—异常状态故障处置”递进式实验环节，将现实中含巨大安全风险、强随机性新能源、强抽象操作的调度操作变得可重复、可分析、可探索。

项目采取“操作性考核+测试性考核+尝试性考核+创新性考核”目标达成度多维评价方法，打破了以往单一的评价模式，培养学生高阶学习能力和创新能力，提升学生作为电气人的责任感和使命感。

设计亮点

在新能源并网的电力系统调度虚拟仿真实验中，学生面向实际调度的模拟操作环境开展实操训练。整个实验分为全面感知模式、基础训练模式和综合设计模式。

实验的设计是以电力系统感知为开始（全面感知），学生根据掌握的知识学习和分析调度策略（基础训练），对紧急故障进行正确处置（综合设计），反思调度安全性和经济性的多目标要求，进而对调度策略的合理性、正确性进行验证。

结语

恒点直面现实挑战，积极响应国家战略，努力破解行业难题，通过一系列科技创新措施，为新能源并网人才培养提供了坚实的技术支持，有力推动了电力专业教育的智能转型。